Jak określić moc panelu słonecznego

Jak określić moc panelu słonecznego

Czym jest panel słoneczny?

Panel słoneczny to urządzenie, które przetwarza promieniowanie słoneczne bezpośrednio lub pośrednio na energię elektryczną poprzez efekt fotoelektryczny lub fotochemiczny, absorbując światło słoneczne. Jest tak duży, że jego powszechne zastosowanie ma pewne ograniczenia.

W porównaniu ze zwykłymi bateriami i akumulatorami, ogniwa słoneczne są bardziej energooszczędne, przyjazne dla środowiska i ekologiczne.

Obecnie materiały z krzemu krystalicznego (w tym krzem polikrystaliczny i monokrystaliczny) są najważniejszymi materiałami fotowoltaicznymi, z udziałem w rynku przekraczającym 90% i przez długi czas będą głównym materiałem do produkcji ogniw słonecznych. Technologia produkcji materiałów polikrzemowych od dawna znajduje się w rękach 10 fabryk należących do 7 firm w 3 krajach, w tym w Stanach Zjednoczonych, Japonii i Niemczech, co skutkuje blokadą technologiczną i monopolem rynkowym. Popyt na polikrzem pochodzi głównie z półprzewodników i ogniw słonecznych.

Sprawność konwersji fotoelektrycznej monokrystalicznych krzemowych ogniw słonecznych wynosi około 18%, a najwyższa 24%, co stanowi najwyższą sprawność konwersji fotoelektrycznej spośród wszystkich typów ogniw słonecznych. Jednak koszty produkcji są tak wysokie, że ogniwa te nie nadają się do powszechnego stosowania. Ponieważ monokrystaliczny krzem jest zazwyczaj powlekany szkłem hartowanym i wodoodporną żywicą, jest trwały i ma żywotność do 25 lat.

Proces produkcji ogniw fotowoltaicznych z krzemu polikrystalicznego jest podobny do procesu produkcji ogniw fotowoltaicznych z krzemu monokrystalicznego, ale ich wydajność konwersji fotoelektrycznej jest znacznie niższa i wynosi około 16%. Pod względem kosztów produkcji ogniwa polikrystaliczne są tańsze niż ogniwa monokrystaliczne, materiał jest prosty w produkcji, zużywają mniej energii, a całkowity koszt produkcji jest niższy, co czyni je bardzo zaawansowanymi. Ponadto, żywotność ogniw polikrystalicznych z krzemu jest również krótsza niż ogniw monokrystalicznych. Pod względem stosunku ceny do jakości, ogniwa monokrystaliczne z krzemu są nieco lepsze.

1. Panele słoneczne o małej mocy można zmierzyć, natomiast paneli słonecznych o dużej mocy nie da się zmierzyć samym multimetrem.

Wartość napięcia wyjściowego zmierzona, gdy ogniwo fotowoltaiczne jest umieszczone pod źródłem światła o mocy 100 mW/cm² i wyjście ogniwa fotowoltaicznego jest otwarte. Użyj zakresu napięcia stałego multimetru, podłączając czerwony przewód pomiarowy do bieguna dodatniego płytki akumulatora, a czarny przewód pomiarowy do bieguna ujemnego płytki akumulatora w celu wykonania pomiaru.

Prąd zwarciowy: odnosi się do prądu płynącego przez ogniwo fotowoltaiczne, gdy wyjście ulega zwarciu pod wpływem promieniowania standardowego źródła światła. Ogólna metoda pomiaru prądu zwarciowego polega na podłączeniu amperomierza o rezystancji wewnętrznej mniejszej niż 1 Ω do obu końców ogniwa fotowoltaicznego w celu dokonania pomiaru.

Za pomocą przekładnika prądu stałego multimetru podłącz czerwony przewód pomiarowy do dodatniej elektrody panelu słonecznego, a czarny przewód pomiarowy do ujemnej elektrody panelu słonecznego.

Obliczenie:

maksymalna moc wyjściowa (Pm): maksymalne napięcie robocze wyjściowe (Vpm) × maksymalny prąd roboczy wyjściowy (Ipm).

Panele fotowoltaiczne mają napięcie 18 V, 36 V itd. Oświetlenie uliczne o napięciu 12 V może wykorzystywać równolegle panele słoneczne 18 V, oświetlenie uliczne o napięciu 24 V może wykorzystywać panele słoneczne 36 V, ewentualnie panele słoneczne 18 V mogą być połączone szeregowo.

Obecnie dostępne są panele o mocy 100 W, 250 W, 300 W∽345 W (około 1 m*2 m), a panel słoneczny o mocy 470 W jest bardzo duży. Sterownik inwertera w systemie fotowoltaicznym jest bardzo ważny, a obecnie najlepszy jest mPPt.

2. Panele słoneczne obecnie dostępne na rynku:

Monokrystaliczny krzem: 125 mm*125 mm, moc: 2,5 W–2,7 W (W/mm)

Polikrzem: 156 mm*156 mm, Moc: 3 W–4 W

Wydajność konwersji ogniwa = moc/powierzchnia

Na przykład: 2,5W/(125mm*125mm*0,99) brakujący róg pojedynczego kryształu

Ucz się na przykładzie:

Obszar konwersji watów: 2,5 W/1000 = 0,00259 (W/m)

Powierzchnia: 125 mm * 125 mm * 0,99 = 0,01546 ㎡

Sprawność konwersji: moc/powierzchnia = 0,00259/0,01546 = 0,1675

Oznacza to, że sprawność konwersji ogniw monokrystalicznych o mocy 2,5 W może osiągnąć 16,8%.

3. Napięcie paneli słonecznych 12V (36 szt.) lub 24V (72 szt.)

Ucz się na przykładzie:

Jak zrobić panel słoneczny 120W/24V.

120W/72=1.67

1.67*2=3.3W

Odwrotnie, można wywnioskować, że można ją zmniejszyć o połowę w stosunku do ogniwa polikrystalicznego o mocy 3,3 W: 3,3*1/2*72=119 W (rozmiar ogniwa słonecznego może mieć niewielki błąd, występuje 5% margines błędu)

4. Napięcie robocze panelu słonecznego

Napięcie pojedynczej celi: 0,48 V~0,5 V

Normalne napięcie robocze akumulatora systemu 12 V wynosi 17,5 V, a napięcie robocze akumulatora systemu 24 V wynosi około 35 V; (0,48 V~0,5 V)*36=(17,28~18) (0,48 V~0,5 V)*72=(34,5~36)

5. Obliczanie specyfikacji paneli słonecznych:

Układ normalnych paneli: 4*9 lub 6*12

Ucz się na przykładzie:

Obliczanie powierzchni monokrystalicznego panelu słonecznego 90W/12V:

90W może mieć wymiary 2,5W*36; zgodnie z układem 4*9 pojedyncza ogniwo o mocy 2,5 W ma wymiary 125*125 mm.

Szerokość wynosi: 4*125=500+45 (odległość między ogniwami a długością ramy)=545 mm

Długość wynosi: 9 * 125 = 1125 + 80 (odległość między ogniwami, skrzynką przyłączeniową i długością ramy) = 1205 mm

Wynik : Rozmiar monokrystalicznego panelu słonecznego o mocy 90W wynosi 545*1205 mm .

Obliczanie powierzchni polikrystalicznego panelu słonecznego 120W/24V:

120W/24V może wynosić 3,3W (cięcie 1/2)*72;

Ułożona według wzoru 6*12, pojedyncza komórka ma wymiary 156*156 mm

Szerokość wynosi: 6*156=936+45 (odległość między ogniwami a długość ramy)=992mm

Długość wynosi: 12*156/2+80 (odległość między ogniwami, skrzynką przyłączeniową i długością ramy) = 1020 mm

Wynik : Rozmiar polikrystalicznego panelu słonecznego o mocy 120 W wynosi 992*1020 mm .